公式2(S_0)1/2=S1/2 (S′)1/2的推广与应用

在高一《立体几何》中 ,关于台体 (棱台、圆台 )的中截面有这样的一个性质 :2Ｓ0 =Ｓ Ｓ′(《立体几何》Ｐ64 例 2及Ｐ80 习题十第 1 1题 ) .换句话说 ,台体 (棱台、圆台 )的上底面面积Ｓ′、中截面面积Ｓ0 、下底面面积Ｓ的算术平方根Ｓ′、Ｓ0 、Ｓ组成了一个等差数列 ,公差ｄ =12 Ｓ -Ｓ′ .是不是只有中截面与上、下底面的面积具有这种性质 ?其它截面与上、下底面的面积是否具有类似的性质 ?我们不仿看一下 .设台体 (棱台、圆台 )的上、下底面面积分别是Ｓ′、Ｓ ,台体 (棱台、圆台 )的高为ｎｈ ,设Ｓ1 、Ｓ2 …Ｓｎ- 1 分别是过台体 (…     

内接（外切）旋转体的几个结论

文 [1 ]介绍了旋转体与内切球的几个最值问题 .在平时教学中 ,本人也总结出了几个类似结论 .结论 1　在定圆锥 (底面半径为ｒ ,高为ｈ)的内接圆柱中 ,体积最大的圆柱与定圆锥的体积之比等于该圆柱与定圆锥的底面积之比 ,即Ｖ最大圆柱Ｖ锥 =Ｓ最大圆柱底Ｓ锥底 =49.当且仅当圆柱的底面半径等于 23ｒ ,高为 13ｈ时取等号 .证　设圆锥的底面半径为ｒ ,高为ｈ ,圆柱底面半径为ｘ ,体积为Ｖ ,由相似三角形可知 ,圆柱的高为ｒ -ｘｒ ｈ ,故Ｖ =πｘ2 ·ｒ -ｘｒ ｈ=πｈｒｘ2 (ｒ-ｘ)=πｈ2ｒｘ2 ( 2ｒ - 2ｘ)≤πｈ2ｒｘ +ｘ + ( 2ｒ - 2ｘ)33=42…     

圆台和圆锥的一组性质

本文介绍用圆台侧面积和底面积来表示圆台的母线、高、底面与母线所成的角、体积的一种方法,供读者参考.定理若圆台的侧面积为S1,较大底面积S2,较小底面为S3,圆台母线成较大底面所成的角为θ,高为h,母线为l,体积为V,则     

过圆锥、圆台的母线的截面

在复习立体几何有关旋转体的截面问题时,我向学生提出这样一个问题:“过圆柱、圆锥、圆台的母线的所有截面中轴截面面积是否一定最大?”很多学生认为“轴截面面积一定最大。”有的学生甚至觉得这样一个问题不值得一提。其实不然,圆柱的轴截面面积最大是无可非议的,但圆锥、圆台就不一定如此。例如,高为1而底面半径为3~(1/2)的圆锥的轴截面面积是     

圆台特征量的一组性质及其应用

在数学学习中 ,若经常总结一些问题 ,则对于灵活解题 ,促进学习水平提高都是有益的 ,同时也与现在中学数学素质教育要求的“要重视知识的形成过程和发展过程”相一致 .为此本文介绍圆台特征量的一组性质及其证明 ,并说明它们在解题中的应用 ,供同学们参考 .性质 1　圆台的母线与较大的底面所成的角为θ ,侧面展开图扇环的圆心角为 φ ,则 φ =2π·ｃｏｓθ .证　设圆台两底半径分别为ｒ和Ｒ (ｒ <Ｒ) ,母线为ｌ,则 φ =Ｒ -ｒｌ ·2π .由题设知 :ｃｏｓθ=Ｒ -ｒｌ ,代入上式得φ =2π·ｃｏｓθ .性质 2　圆台的母线与较大的底面成θ角 ,…     

浅谈旋转体中一类截面面积最值的统一性

经过两条母线的截面是圆柱、圆锥、圆台中的一类重要截面 ,其面积的最值问题是这类截面的一个研究重点 .从目前的一些资料和刊物发表的文章来看 ,仅有圆柱、圆锥方面的结论 (见下文中的结论 1、结论 2 ) ,而缺少最重要的圆台方面的结论 .作为补充和完善 ,本文将给出圆台中过两条母线的截面面积最值的一般性结论 ,并进一步阐释圆柱、圆锥、圆台三者之间的和谐统一关系 ,供读者教学或研究时参与 .结论 1　设圆柱的底面半径为ｒ,母线长为ｌ,则过两条母线的截面面积的最大值为 2ｒｌ.证明略 .结论 2　设圆锥的母线长为ｌ,轴截面顶角为 ,则过两…     

椭圆面积公式S=πab的一种初等证法

椭圆的面积公式S=πab的证明,要用到微积分的知识,在这里,给出一种初等证法。高中《平面解析几何》上有这样的题(P126第23题):底面直径为12cm的圆柱被与底面成30°角的平面所截,截面为一椭圆。求该椭圆的方程。其图如右(图1),不难发现:椭圆的长半轴a、短半轴b与底面圆的半径r有如下关系: a·cosa=r b=r (a为椭圆面与底面成的角) “—一·—L_/ 由此,我们以椭圆x~2/a~2 y~2/b~2=1的短半轴b为底面圆半径,构造一个圆柱(高h足够大),然后用一个平面去截圆柱,当截面与底面成a角时,得到椭圆截面x~2/a~2     

证明球体积公式的又一参照体

众所周知 ,证明球的体积公式时 ,首先是构造一个可求体积的几何体 ,即从一个底面半径和高都等于Ｒ的圆柱中 ,挖去一个以圆柱的上底面为底面 ,下底面圆心为顶点的圆锥后剩下部分所形成的几何体 ,然后证明该几何体与半径为Ｒ的半球符合祖日桓原理的条件 .在证明过程中有个关键的式子 :πＲ2 -πｌ2 (ｌ为任一截面截两个几何体时 ,截面到底面的距离 ) ,若将其变形为 (πＲ2 ) - (πｌ) 2 ,就可以看成是以πＲπｌ为边长的两个正方形的面积差 ,这样我们就能构造出一个参照体———从底面是边长为πＲ的正方形、高为Ｒ的直四棱柱中挖去一个以直四…     

对一只圆柱形杯子倾斜问题的探讨

例题一只无盖的圆柱形杯子放在水平的桌面上.杯子的底面半径为1,高为4,杯子原来盛满了水.现让杯底一点A接触桌面,将杯子倾斜,倒出5/6的水,如图1,则其水面与桌面的距离等于______.(A)1(B)2~(1/2)(C)4/3(D)4/(17)~(1/2)分析设圆柱底面半径为R,底面积为S,高为h,则R=1,h=4.设弓形ABC的面积为     

公式2(√S0)=(√S)+(√S')的推广与应用

在高一<立体几何>中,关于台体(棱台、圆台)的中截面有这样的一个性质:2(√S0)=(√S)+(√S')(<立体几何>P64例2及P80习题十第11题).换句话说,台体(棱台、圆台)的上底面面积S'、中截面面积S0、下底面面积S的算术平方根(√S')、(√S0)、(√S)组成了一个等差数列,公差d=12((√S)-(√S')).     

台形容器注水问题的函数模型——函数y=a（x-h）^3＋k的一种应用

函数 y =a(x -h) 3 +k (a >0 )的图象可以看作是由函数 y =ax3 图象把对称中心移到O′(h ,k)而进行平移得到的 .所以 y =a(x -h) 3 +k (a >0 )的对称中心为 (h ,k) ;图象在 (-∞ ,+∞ )内单调上升 .在x≥h时 ,图象下凸 ;在x≤h时 ,图象上凸 .图 1如图 1.本文中 ,我们将建立棱台 (圆台 )形容器注水问题中注水量V关于水深h的函数关系式 .为此 ,将会用到以上的函数 y =a(x -h) 3+k (a >0 ) .例 1　如图 2棱台、图 3圆台形容器 ,上口面积S1,下底面积为S2 (S1>S2 ) ,高为H ,把棱台 (圆台 )的底面水平放置 ,往此容器内注水 ,如注水深度为h时注…     

椭圆可“展开”成余弦曲线吗?

先看以下一个问题: 题目高为2m,底面半径为r的圆柱,被一个平面截成形状相同的两个几何体(如图1所示),现将实体部分(下半部分)的侧面沿母线AB剪开,则这侧面展开图是( ).     

易拉罐的设计方案

在日常生活中,我们总会买些易拉罐装的饮料或食品.殊不知,这易拉罐的设计便包含了一定的数学道理. 对易拉罐的设计,经营者总是考虑让成本最低.如:设计一个体积固定为V的圆柱形易拉罐,什么样的设计方案最优? 要比较易拉罐优劣的标准,有下面两种不同的标准进行考虑. 第一种标准:根据制造过程中消耗铁皮的多少来判别优劣,即最优易拉罐应该具有的最小表面S. 分析设易拉罐的高为h,底面半径为r.由圆柱的体积公式V=πr2h,得h=V/πr2.又易拉罐的表面积S=2πr2 2πrh ①     

新课程卷应用题的解法思考及启示

题目：用总长１４．８ｍ的钢条制做一个长方体容器的框架，如果所制做容器的底面的一边比另一边长０．５ｍ，那么高为多少时容器的容积最大？并求出它的最大容积． 这是２０００年高考新课程卷试题，以区别于同年全国高考数学卷的应用题．但笔者认为，该题虽是新课程试题，但本质上它是新老课程的“边缘”问题，分析这道题及其解法，对了解新老教材的联系和区别，从而更好地理解即将在全国大面积试用的新教材大有裨益． 本文将从以下诸方面对该题进行展开．１ 建模的思考 该题的数学建模没有特别之处，是典型的立体几何问题，前几年的高考试…     

高一年级第二学期末数学自测题

选择题(共14小题,第1-10题每小题4分,第11-14题每小题5分,共60分.在每题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1　ｔｇ67°30′=(　　)(Ａ)3 1.　　　　　　(Ｂ)3-1.(Ｃ)2 1.　　　　　　(Ｄ)2-1.2　下列函数中,以π4为最小正周期的是(　　)(Ａ)ｙ=ｃｏｓ22ｘ-ｓｉｎ22ｘ.(Ｂ)ｙ=ｔｇｘ21 ｔｇ2ｘ2.(Ｃ)ｙ=1 ｓｉｎ4ｘｃｏｓ4ｘ.(Ｄ)ｙ=ｔｇ2ｘ1-ｔｇ22ｘ.3　已知圆锥底面面积是π,母线与底面所成的角为60°,则它的侧面积是(　　)(Ａ)2π.(Ｂ)3π.(Ｃ)3π.(Ｄ)33π.4　用半径为10ｃｍ的半圆形薄铁板卷成一个无底的圆锥筒,若不计损耗,…     

初二几何第一学期期末自测题

Ａ组一 .填空题 (每小题 3分 ,共 3 0分 )1 .△ＡＢＣ的三边长分别是 2ｘ ,3ｘ ,1 0 ,则ｘ的取值范围是 .2 .在Ｒｔ△ＡＢＣ中 ,∠Ｃ =90°,ａ =6,ｃ =1 0 ,则ｂ =.3 .一个等腰三角形底边上的中线为 4ｃｍ ,那么它底边上的高为ｃｍ .4.等腰三角形两边分别是 3ｃｍ和 4ｃｍ ,则它的周长是 .5 .若等腰三角形一个角为 1 0 0°,则另外两个角是.6.在△ＡＢＣ中 ,若 12 (∠Ａ +∠Ｂ) =45° ,则△ＡＢＣ为三角形 .7.在△ＡＢＣ中 ,∠Ａ∶∠Ｂ∶∠Ｃ =2∶3∶4,则∠Ａ =,∠Ｂ =,∠Ｃ =.8.若等边△ＡＢＣ的边长为ａ ,则△ＡＢＣ的面积Ｓ△ＡＢＣ= .9.…     

更正一道习题的解答

本刊 2 0 0 1年 2 0期第 3 2～ 3 3页上有一道题为 :8.已知ａ ,ｂ ,ｃ为某一直角三角形的三边长 ,ｃ为斜边 ,若点Ｍ (ｍ ,ｎ)在直线ａｘ +ｂｙ - 2ｃ =0上 ,则ｍ2 +ｎ2 的最小值为.在同期 3 3页上给出解答为 :依题意 ,有ａ2 +ｂ2 =ｃ2 ,且ａｍ +ｂｎ =2ｃ ,∴ａｍ +ｂｎ≤ａ2 +ｍ2 +ｂ2 +ｎ22=ｃ2 +ｍ2 +ｎ22 .即ｍ2 +ｎ2 ≥ 4ｃ -ｃ2 =- (ｃ- 2 ) 2 +4,∴当ｃ=2时 ,ｍ2 +ｎ2 的最小值为 4.本解答结果是正确的 ,但过程有错误 .事实上 ,4ｃ-ｃ2 =- (ｃ - 2 ) 2 +4有最大值 4,由ｍ2 +ｎ2 ≥ 4ｃ -ｃ2 ,4ｃ -ｃ2 ≤ 4不能得出ｍ2+ｎ2 ≥ 4,这是…     

解不等式在实际问题中的应用

数学的应用是广泛的 .但现行高中课本《代数》(必修 )下册“解不等式”一节中却没有一道应用题 ,现举几例 ,以聊补课本的不足 .图 1　凸透镜成像图例 1　如图 ,一凸透镜焦距为ｆｃｍ ,一物体放置在离透镜 ｐｃｍ处( ｐ >ｆ) ,其成像距透镜为 ｑｃｍ ,若 ｆ =5ｃｍ ,为使成像与透镜距离超过 12ｃｍ ,物体应放在离透镜多远的位置 ?解　因 ｆ =5,由物理学公式 1ｐ 1ｑ=1ｆ.得 1ｐ 1ｑ=15,从而ｑ =5ｐｐ - 5,由题意5ｐｐ - 5>12 ,5ｐ >12 ( ｐ - 5) ,ｐ <607.又 ｐ >ｆ =5,因此有 5<ｐ <607.答 :物体应放在离透镜超过 5ｃｍ而不超过607ｃｍ的位…     

圆柱、正棱柱和长方体的一个有趣共性

文[1]讨论了“圆柱容球”、“圆台容球”和“圆锥容球”等常见旋转体的一个有趣共性,归纳如下共同性质:球与其外切圆柱、外切圆台、外切圆锥表面积之比等于体积之比.文[2]讨论了“多面体容球”的一个有趣共性,即球与其外切多面体的表面积之比等于体积之比.文[3]讨论了“一类旋转体容球”的一个有趣共性,即圆柱、圆锥及圆台的组合旋转体与其内切球的表面积之比等于体积之比.文[1]、文[2]及文[3]都是讨论几何体与其内切球的性质,笔者思考,若将内切球改为内切椭球,会有怎样的性质呢?本文将讨论圆柱、正棱柱及长方体容球与容椭球的关系,现叙述如…     

用平面简单示意图代替多面体的直观图

在解答与棱锥、棱台底面平行的截面有关的问题时 ,用平面简单示意图代替直观图 ,既能省去画直观图的麻烦 ,又能起到想象出它们构造特点的作用 .再利用相似比 ,能顺利地解答这方面的问题 .例 1　已知三棱锥Ｐ ＡＢＣ的侧面积为Ｑ ,Ｍ为高ＰＯ上一点 ,且ＰＭ =13ＰＯ ,过Ｍ作平行于底面的截面 ,求截面与棱锥底面之间棱台部分的侧面积 .图 1　例 1图解　如图 1,设过Ｍ且平行于底面的截面为底的小棱锥的侧面积为Ｓ0 ,棱锥的高为 3ｈ ,则小棱锥的高为ｈ ,由相似比得Ｓ0Ｑ =( ｈ3ｈ) 2 =19,得Ｓ0 =19Ｑ .故所求棱台部分的侧面积为Ｑ -Ｓ0 =Ｑ - 19…